审稿人最爱的技术融合!YOLO+SAM双剑合璧!速度与精度All in

众所周知,一些领域对速度与精度的要求都很高,比如自动驾驶、机器人交互、医疗影像...为了满足这些需求,推动场景的落地应用,针对YOLO+SAM的研究逐渐火热,成为了当前CV领域的热门研究方向。

原理在于,YOLO以实时性为核心优势,但分割精度不足;SAM通用分割能力强,但推理速度慢。这两者结合,既能提供快速目标检测框,又可以基于检测结果精细化分割,完美实现实时检测+高精度分割!为动态场景下的高效精细感知提供了新思路。

当前主流方法在效率、任务对齐、领域适应上还存在问题,推荐论文er围绕模型架构设计、任务协同机制、落地场景优化展开,多注意视频理解、3D分割等延伸方向。我这边整理了10篇YOLO+SAM相关新论文,idea和代码都值得参考,需要的可无偿获取。

全部论文+开源代码需要的同学看文末

SAM-YOLO: An Improved Small Object Detection Model for Vehicle Detection

方法:论文提出了一种改进的车辆检测算法SAM-YOLO,它在YOLOv7的基础上引入了简单注意力机制(SimAM),并优化了网络结构和损失函数。通过这些改进,SAM-YOLO在小目标检测和复杂光照条件下的性能得到了显著提升,同时保持了较高的计算效率。

创新点:

  • 结合通道级和空间级信息,SimAM通过建模多维依赖关系、结构信息和全局特性,提升小目标检测的精度。

  • 通过将冗余部分替换为C3模块,简化YOLOv7的主干网络,同时引入SIoU损失函数以优化目标框的匹配准确性。

  • 通过改进数据增强技术以及优化网络结构,SAM-YOLO在极端光照条件下表现出更高的鲁棒性。

Quantifying Bubble-Induced Diffusion Resistance Through Real-Time Sam-Assisted Yolo High Density Bubble Detection Algorithm

方法:论文提出了一种结合YOLO和SAM的气泡检测方法。通过SAM辅助YOLO,显著降低了训练成本,同时提高了对高密度和重叠气泡的检测精度。不仅提升了气泡计数的效率,还通过与电化学阻抗谱(EIS)结合,建立了气泡分布与扩散阻力之间的关系,为优化气泡管理和提高电解效率提供了新的视角。

创新点:

  • 将Segment Anything Model (SAM) 与 YOLO 算法相结合,用于检测高密度、重叠的气泡场景。

  • 首次将气泡层厚度与扩散阻力通过气泡尺寸 (D32) 建立起直接联系。

  • 通过数据分割框架确保 YOLO 模型的训练数据不包含重复或相似的对象实例,从而减少了数据冗余,避免了过拟合。

Automatic Lung Segmentation in Chest X-Ray Images Using SAM With Prompts From YOLO

方法:论文提出了一种全自动框架,用于胸部X光图像中的肺部分割。结合了YOLO模型的高效目标检测能力和SAM模型的零样本分割能力。YOLO模型首先检测肺部区域并生成边界框作为提示,然后SAM模型利用这些提示进行详细的肺部轮廓分割,从而提高了分割的准确性和泛化能力。

创新点:

  • 首次将YOLO模型与SAM相结合,用于胸部X射线图像中的肺部分割任务。

  • 提出使用几何提示(如边界框)指导SAM进行分割,并设计了结合Soft Jaccard Focal和Tversky损失函数的混合优化方法,平衡精确性与召回率,改善像素级分割性能。

  • 采用多种公共数据集和多种验证策略对模型性能进行评估,并创建了公平比较的新基准。

Yolo-MLSAM: SAM Based Breast Cancer Microcalcification Cluster-Segmentation Method

方法:论文提出了一种名为 Yolo-MLSAM 的乳腺癌微钙化簇分割方法,结合了 Yolov8 和 MLSAM 模型。Yolov8 用于精确定位病变区域并提取最亮点作为提示,MLSAM 则利用多级特征融合进行详细语义分割,最终实现半自动标注功能,降低人工成本。

创新点:

  • 提出了一种结合Yolov8的区域候选网络和MLSAM模型的图像分割方法,能够精确定位和分割乳腺癌微钙化簇。

  • 利用预训练模型完成初步标注,并通过医学专家审阅纠正错误或关注未准确分割的病变区域,增强了标注的准确性和完整性。

  • 引入额外的中间特征层以加强局部细节的捕捉能力,并通过实验验证了模型尺度的扩展可显著提升细粒度任务的性能。

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### YOLOSAM 的实现方式及应用场景 #### YOLO 实现方式 YOLO(You Only Look Once)作为一种先进的目标检测算法,在单次网络推理过程中能够同时预测多个对象的位置及其类别。该方法采用卷积神经网络来处理输入图像,并将其划分为网格单元格,每个单元负责预测边界框以及对应的置信度分数和类概率[^1]。 对于最新版本的YOLOv8而言,其引入了一些新的改进措施以提升性能表现: - **骨干网优化**:采用了更深层次且高效的特征提取器; - **颈部设计增强**:加强了多尺度特征融合机制; - **头部结构调整**:提高了回归分支分类分支间的协作效率; 这些改动共同作用下,使得YOLOv8不仅保持了原有框架下的速度优势,还在精度方面取得了显著进步[^4]。 ```python import torch from ultralytics import YOLO model = YOLO('yolov8n.pt') # 加载预训练模型 results = model.predict(source='path/to/image', save=True) # 对图片进行预测并保存结果 ``` #### SAM (Segment Anything Model) 实现方式 SAM旨在解决任意形状物体的分割问题,相较于传统基于矩形框的目标检测方案更加灵活精准。具体来说,SAM利用Transformer架构构建了一个强大的编码解码流程,其中包含了自注意力机制用于捕捉全局上下文信息,从而更好地理解复杂背景下的不同实体间关系。 此外,为了适应多样化的实际需求,SAM还支持多种类型的提示作为输入条件,比如点击点、包围盒或是自由绘制区域等交互形式,进而指导模型生成特定关注范围内的精细掩膜输出[^2]。 ```python from segment_anything import sam_model_registry, SamAutomaticMaskGenerator, SamPredictor sam_checkpoint = "path/to/sam_vit_h_4b8939.pth" model_type = "vit_h" device = "cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu" sam = sam_model_registry[model_type](checkpoint=sam_checkpoint) sam.to(device=device) mask_generator = SamAutomaticMaskGenerator(sam) masks = mask_generator.generate(image) # 获取自动产生的分割掩模列表 ``` #### 应用场景 ##### 农业领域 在现代农业生产活动中,YOLO凭借其实时性强的特点被广泛应用到了作物健康状况评估、病虫害识别预警等方面。例如,通过无人机搭载摄像头采集农田影像资料后传送给服务器端运行YOLO算法完成自动化巡检工作,有效降低了人力成本的同时提升了作业效率[^3]。 而对于某些特殊品种植物或者不规则生长形态的对象,则可借助于SAM来进行更为细致入微地分析研究,如水果采摘机器人路径规划时所需获取果实轮廓数据以便精确定位抓取位置。 ##### 自动驾驶汽车 自动驾驶车辆依赖大量传感器收集周围环境感知信息,其中包括但不限于RGB相机拍摄的画面素材。在此基础上运用YOLO执行交通标志牌识读、行人及其他障碍物探测等功能模块开发至关重要;此同时配合使用SAM有助于提高对路面标记线以及其他重要元素的理解能力,保障行车安全性和舒适性体验。
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